Journal of Mazandaran University of Medical Sciences

fa بررسی خواص جذب صوت پنل‌های فوم پلی‌اورتان سلول باز و بسته در فرکانس‌های میانی و بالا Investigation of the Sound Absorption Properties of Open-Cell and Closed-Cell Polyurethane Foam Panels in Medium and High Frequencies بهداشت حرفه ای Health Professiona گزارش کوتاه Brief Report سابقه و هدف: آلودگی صوتی یکی از مهم‌ترین چالش‌های محیط‌های صنعتی و شهری است که اثرات منفی بر سلامت و بهره‌وری انسان دارد. استفاده از مواد جاذب صوت به‌ویژه فوم‌های پلی‌اورتان، رویکردی مؤثر در کنترل این پدیده محسوب می‌شود. مطالعه حاضر با هدف بررسی و مقایسه عملکرد آکوستیکی فوم‌های پلی‌اورتان سلول‌باز و سلول‌بسته در فرکانس‌های میانی و بالا و ارزیابی تأثیر ضخامت و چگالی بر ضریب جذب صوت، انجام پذیرفت. مواد و روش ‌ها: در این مطالعه تجربی، ۱۵ نمونه فوم پلی‌اورتان شامل ۹ نمونه سلول‌بسته با چگالی‌های 0/0202، 0/0166 و 0/0018 کیلوگرم بر مترمکعب و ۶ نمونه سلول‌باز با چگالی‌های 0/0288 و 0/0171 کیلوگرم بر مترمکعب در سه ضخامت ۱، ۲ و ۳ سانتی‌متر بررسی شدند. نمونه‌ها با استفاده از برش لیزری به شکل دایره به قطر ۳ سانتی‌متر آماده‌سازی شدند. اندازه‌گیری ضریب جذب صوت مطابق با استاندارد ISO 10534-2 و با استفاده از روش لوله امپدانس دو میکروفونه در بازه فرکانسی ۱۰۰۰ تا ۶۳۰۰ هرتز انجام گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد که افزایش ضخامت در تمامی نمونه‌ها منجر به بهبود ضریب جذب صوت می‌شود. بیش‌ترین میزان جذب مربوط به فوم سلول‌باز با چگالی 0/0288 کیلوگرم بر مترمکعب و ضخامت ۳ سانتی‌متر با میانگین جذب 0/84 و حداکثر جذب 0/99 در فرکانس ۲۰۰۰ هرتز بود. کم‌ترین میانگین جذب (0/27) در فوم سلول‌بسته با چگالی 0/0017 کیلوگرم بر مترمکعب و ضخامت ۱ سانتی‌متر مشاهده شد. استنتاج: فوم پلی‌اورتان سلول‌باز با ضخامت ۳ سانتی‌متر به دلیل ساختار متخلخل و ایجاد دو پیک جذب در فرکانس‌های بالا، بهترین عملکرد را در جذب صوت دارد. ضخامت عامل اصلی بهبود جذب در تمامی فرکانس‌هاست، در حالی که چگالی به‌ویژه در فرکانس‌های بالا نقش تعیین‌کننده‌ای ایفا می‌کند. انتخاب ترکیب بهینه ضخامت و چگالی برای طراحی مؤثر سیستم‌های کاهش آلودگی صوتی در محیط‌های مختلف ضروری است. Background and purpose: Noise pollution is a major challenge in industrial and urban environments, with adverse effects on human health and productivity. The use of sound-absorbing materials, particularly polyurethane foams, is considered an effective strategy for controlling noise. The present study aimed to experimentally investigate and compare the acoustic performance of open-cell and closed-cell polyurethane foams at medium and high frequencies, and to evaluate the effects of thickness and density on the sound absorption coefficient. Materials and methods: In this experimental study, 15 polyurethane foam samples were examined, including 9 closed-cell samples with densities of 0.0202, 0.0166, and 0.0018 kg/m³, and 6 open-cell samples with densities of 0.0288 and 0.0171 kg/m³. Samples were prepared in three thicknesses (1,2, and 3 cm) and cut into circular shapes with a diameter of 3 cm using laser cutting. The sound absorption coefficient was measured in accordance with ISO 10534-2, using the two-microphone impedance tube method, across a frequency range of 1000 to 6300 Hz. Results: The results showed that increasing thickness across all samples led to an improvement in the sound absorption coefficient. The highest absorption was observed in an open-cell foam with a density of 0.0288 kg/m³ and a thickness of 3 cm, with a mean absorption of 0.84 and a maximum value of 0.99 at 2000 Hz. The lowest average absorption (0.27) was recorded in a closed-cell foam with a density of 0.0017 kg/m³ and a thickness of 1 cm. Conclusion: Open-cell polyurethane foam with a thickness of 3 cm demonstrated the best sound absorption performance, attributed to its porous structure and the formation of two absorption peaks at high frequencies. Thickness was identified as the primary factor influencing sound absorption across all frequencies, while density also played a significant role, particularly at higher frequencies. Therefore, selecting an optimal combination of thickness and density is essential for the effective design of noise reduction systems in various environments. ضریب جذب صوت, فوم پلی‌اورتان سلول باز, فوم پلی‌اورتان سلول بسته, لوله امپدانس Sound absorption coefficient, open-cell polyurethane foam, closed-cell polyurethane foam, impedance tube 89 91 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-18829-1&slc_lang=fa&sid=1 Fereshteh Sadavipour فرشته سداوی پور fereshtehsadavipoor1374@gmail.com 1003194753284600185793 1003194753284600185793 No MSc in Occupational Health and Safety, Student Research Committee, School of Public Health, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran کارشناس ارشد بهداشت حرفه ای و ایمنی کار، کمیته تحقیقات دانشجویی و گروه مهندسی بهداشت حرفه ای و ایمنی کار، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران Farhad Forouharmajd فرهاد فروهر مجد forouhar@hlth.mui.ac.ir 1003194753284600185794 1003194753284600185794 Yes Professor, Department of Occupational Health and Safety Engineering, School of Public Health, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran استاد، گروه مهندسی بهداشت حرفه‌ای و ایمنی کار، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران Zahra Mohammadi زهرا محمدی mohammadi.zahra@gmail.com 1003194753284600185795 1003194753284600185795 No MSc in Occupational Health and Safety Engineering, Imen Payesh Sepahan Company, Isfahan, Iran کارشناس ارشد، مهندسی بهداشت حرفه ای و ایمنی کار، شرکت ایمن پایش سپاهان، اصفهان، ایران